استفاده غیر متعارف از منابع آبی

رشد فزاینده جمعیت جهانی، تغییر الگوی مصرف آب با تغییر معیارهای بهداشتی و رفاهی، پدیده‌های زیست‌محیطی و عدم‌تناسب استقرار جمعیت و متناسب با آن منابع مصرف‌کننده آب موجب شده‌ برداشت و استفاده از منابع آب غیرمتعارف و به‌خصوص از دریاهای آزاد از توسعه روزافزونی برخوردار باشد.

فناوری‌های مختلف نمک‌زدایی به تناسب نوع فناوری از یک‌سو محدودیت در کیفیت آب تغذیه داشته و از سوی دیگر مقادیر قابل توجهی از پساب با کیفیت نامناسب (شامل مواد افزودنی شیمیایی ضدرسوب و ضدخوردگی) برای تخلیه مستقیم به محیط تولید می‌کنند؛ به‌گونه‌ای که فرآوری، بازیافت یا دفع پساب تغلیظ‌شده و احیانا تغییر دما یافته سامانه‌های نمک‌زدایی به یکی از دغدغه‌های زیست‌محیطی تبدیل شده‌ است. این آلودگی‌ها به‌همراه ورود آلاینده‌ها از منابع دیگری مانند آب تعادل کشتی‌های نفتکش، ورود پساب‌های مختلف منابع ساحلی از سموم کشاورزی تا فسفر و نیتروژن مربوط به فاضلاب شهری و کشاورزی موجب بروز آلودگی‌های شدید در دریاها و به‌خصوص دریاهای مسدودی مانند خلیج‌فارس شده‌ است که تبادل محدودی با دریاهای آزاد دارند. اگرچه در ابتدا رویکرد نمک‌زدایی آب‌های شور و لب‌شور در چارچوب اجتماعی، قانونی و اقتصادی موجود تا حد زیادی پذیرفته‌ شده‌ بود، اما اخیرا تغییرات عمده‌ای رخ‌داده است که موجب تجدیدنظر اساسی در طراحی و بهره‌برداری از فناوری‌های نمک‌زدایی، مخصوصا در مورد اثرات زیست‌محیطی به سبب تخلیه پساب در محیط‌زیست شده است. نگرش‌های اجتماعی نسبت به تخلیه پساب به دریاها و اقیانوس‌ها (در مورد واحدهای نمک‌زدایی که نزدیک به دریا هستند) یا آب‌های سطحی و زیرسطحی در مناطق دور از دریا، روزبه‌روز سخت‌تر می‌شود که نهایتا به چالش‌ها و مشکلات بیشتر جهت اخذ گواهی احداث و حتی اجازه فعالیت واحدهای موجود منجر می‌شود. برای این‌که صنعت نمک‌زدایی بتواند به‌عنوان روشی عملی و قابل‌قبول در تولید آب، به پیشرفت خود ادامه دهد، نیاز به اقدامات مناسب برای مدیریت پساب با در نظر گرفتن ملاحظات زیست‌محیطی، فنی و اقتصادی، به‌شدت احساس می‌شود.   غلظت‌های آب دریا و آب‌های لب‌شور می‌تواند بسیار متغیر باشد. همچنین بین غلظت پساب تولیدی از سامانه‌های نمک‌زدایی آب دریا و آب‌های لب‌شور نیز تفاوت وجود دارد. مجموع جامدات محلول (TDS) در آب دریا به‌طور متعارف بین ٣٣هزار تا ٣٧هزار و در برخی از منابع دریایی تا ٤٥هزار میلی‌گرم بر لیتر گزارش شده‌ است. در نواحی با عرض جغرافیایی ٣٠ درجه شمالی و جنوبی، به علت نرخ بالای تبخیر، سطح شوری آب دریا بیشتر از مناطق دیگر است، درحالی‌که در نواحی نزدیک به خط استوا، به علت بارندگی بالا، میانگین شوری آب دریا کاهش می‌یابد (Millero et al ٢٠٠٦). دریای مدیترانه و سرخ، به ترتیب با مجموع جامدات محلول (TDS) ٣٩هزار و ٤١هزار میلی‌گرم بر لیتر از مناطقی به شمار می‌روند که شوری قابل‌ملاحظه‌ای دارند، درحالی‌که غلظت مواد جامد محلول در خلیج‌فارس و بحرالمیت به بیش از ۴۵ هزار میلی‌گرم بر لیتر نیز می‌رسد. دیگر ترکیباتی که ممکن است در آب دریا و آب لب‌شور یافت شوند، فلزات سنگین و مواد آلی هستند که هر دو می‌توانند ترکیب پساب خروجی از واحد نمک‌زدایی (که منبع آب تغذیه آنها از دریاست) را تحت‌تأثیر قرار دهند. فلزات سنگین و مواد سمی در هر منبع آب خامی یافت می‌شوند، اما وجود آنها در منابع آب داخلی بسیار محتمل‌تر از آب دریاست، همچنین ممکن است در پساب خروجی مقادیری از فلزات محلول در اثر خوردگی اجزای آب‌شیرین‌کن، وجود داشته باشد. با این ‌حال، اگرچه واحدهای نمک‌زدایی حرارتی، به علت عملکردشان در دمای بالا، به خوردگی حساس‌ترند، اما خوردگی در واحدهای نمک‌زدایی غشایی مسأله چندان مهمی محسوب نمی‌شود. مواد آلی طبیعی نیز ممکن است در منابع آبی یافت شوند که شامل اسیدهای هیومیک و مواد تولیدشده توسط جلبک‌ها و دیگر ارگانیزم‌ها در منابع آب هستند.

یکی از پدیده‌های مشاهده‌شده در سال‌های اخیر در خلیج‌فارس و دریای عمان، توسعه رشد کشند قرمز (red tide) بوده‌ است. این پدیده در اثر انتقال بذور این نوع جلبک که در زمره سیانوباکترها بوده و توانایی تولید شدید سیانوتوکسین‌ها را دارد، از دریاهای دوردست توسط کشتی‌ها به خلیج‌فارس آورده شده و رشد سریع آن در حضور آلاینده‌های مغذی در این منبع آبی بوده ‌است. از سوی دیگر وابستگی کشورهای حاشیه جنوبی این دریاها به آب‌‌شیرین‌کن‌هایی است که با استفاده از آب این دریاها ظرفیت‌های بالایی از آب‌شیرین را تولید می‌کنند و برای مصارف مختلف شرب و صنعت مورد استفاده قرار می‌دهند. در انتهای‌ سال ٢٠١٤ ظرفیت تولیدی آب‌شیرین‌‌کن‌های نصب‌‌شده در کشورهای حوزه خلیج‌فارس و دریای عمان به حدود ٢١ میلیون مترمکعب در روز می‌رسید که بیش از ٦٠‌درصد آن در سواحل خلیج‌فارس و دریای عمان مستقر بوده‌اند. اغلب این آب‌شیرین‌کن‌ها از فرآیندهای تقطیری استفاده می‌کنند و پساب آنها هم از نظر تفاوت دما، مواد ضدرسوب و ضدخوردگی و هم از نظر تفاوت غلظت شوری آلوده‌کننده بوده و شرایط زیست‌محیطی این منابع آبی را دچار مخاطره می‌کند. سهم کشور ما در تولید آب‌شیرین از این دریاها کمتر از ٣٠٠هزار مترمکعب در روز است که با برنامه احداث تأسیسات تولید و انتقال آب‌شیرین از خلیج‌فارس به استان‌های کرمان و یزد طی چند‌ سال آینده می‌تواند به حدود ١,٣‌میلیون مترمکعب در روز افزایش یابد.  گرچه توافقنامه‌ها و رژیم‌های حقوقی، کشورهای حاشیه دریاها را از آلوده‌سازی آب دریا منع می‌کنند، ولی کمتر مورد توجه بوده و کشورهای متعهد کمتر به تعهدات خود عمل می‌کنند. ازجمله این موارد می‌توان به کنوانسیون منطقه‌ای کویت در ژوئن ‌سال ١٩٧٨ مشتمل بر ٣٠ ماده و به منظور حمایت از محیط‌زیست خلیج‌فارس در برابر آلودگی و پروتکل الحاقی آن (همکاری و مبارزه با آلودگی ناشی از نفت و سایر مواد مضر در شرایط اضطراری) اشاره کرد. این کنوانسیون به علت نبود ماده‌ای مبنی‌بر اعمال جرایم برای متخلفان، هرگز به‌طور موثر از سوی امضاکنندگان آن رعایت نشده‌ است. روش‌های مختلفی برای کاهش اثرات زیست‌محیطی ناشی از واریز پساب واحدهای نمک‌زدایی به دریا پیشنهاد شده‌ است که از آن‌جمله می‌توان از رقیق‌سازی پساب با آب دریا و کاهش غلظت به‌همراه تعدیل دمای آن نام‌ برد. ازجمله روش‌های موثر دیگر، ایجاد شرایط اختلاط سریع پساب با آب دریا در شعاع نزدیک و انتشار سریع آن در ناحیه دور (شکل ١) به‌گونه‌ای که از ایجاد تمرکز شوری و حرارت در دریا جلوگیری کند، نیز مورد توجه قرار گرفته است. شکل دهانه ‌خروجی پساب، فاصله از ناحیه ساحلی و قرارگرفتن در محدوده اختلاط سطحی آب دریا ازجمله متغیرهایی هستند که به موفقیت انتشار سریع شوری و حرارت و تعدیل آن کمک می‌کنند (در شکل ٢ شکل دهانه تخلیه و نحوه استقرار سامانه تخلیه نسبت به سامانه برداشت از دریا نشان داده شده‌ است). همچنین در سال‌های اخیر طرح‌های نمک‌زدایی با تخلیه پساب در حد صفر (zero liquid discharge) در دستور کار قرار گرفته است. گرچه در این روش‌ها از آلودگی منابع آبی اجتناب می‌شود ولی مصرف انرژی در آن می‌تواند بیش از روش‌های متعارف پیش‌گفته باشد.

 

  روزنامه شهروند

 مجتبی فاضلی /   عضو هیأت علمی دانشگاه شهید بهشتی